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公開番号2024152630
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2024038654
出願日2024-03-13
発明の名称電線の屈曲寿命の予測方法、制御装置、および回帰式の作成方法
出願人株式会社島津製作所
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H01B 13/00 20060101AFI20241018BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電線の屈曲寿命の予測方法、制御装置、および回帰式の作成方法によって得られる回帰式を用いて電線の屈曲寿命を容易に予測する。
【解決手段】ケーブル1の屈曲半径に関する第1パラメータと、ケーブル1に加える荷重に関する第2パラメータと、ケーブル1が断線するまでの屈曲回数である屈曲寿命に関する第3パラメータとを一組とする複数組のデータから、第3パラメータに対する第1パラメータおよび第2パラメータの相関を表わす回帰式を取得するステップと、予測対象のケーブル1を屈曲させたときの当該ケーブル1の屈曲半径に対応して設定される第1設定パラメータおよび当該ケーブル1に加える荷重に対応して設定される第2設定パラメータを回帰式の第1パラメータおよび第2パラメータとしてそれぞれ用いて、予測対象のケーブル1の屈曲寿命の予測値を算出するステップとを備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電線の屈曲寿命の予測方法であって、
電線の屈曲半径に関する第１パラメータと、電線に加える荷重に関する第２パラメータと、電線が断線するまでの屈曲回数である屈曲寿命に関する第３パラメータとを一組とする複数組のデータから、前記第３パラメータに対する前記第１パラメータおよび前記第２パラメータの相関を表わす回帰式を取得するステップと、
予測対象の電線を屈曲させたときの当該電線の屈曲半径に対応して設定される第１設定パラメータおよび当該電線に加える荷重に対応して設定される第２設定パラメータを前記回帰式の前記第１パラメータおよび前記第２パラメータとしてそれぞれ用いて、予測対象の電線の屈曲寿命の予測値を算出するステップとを備える、予測方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第１パラメータ、前記第２パラメータ、および前記第３パラメータは、屈曲試験装置を用いた屈曲試験から取得し、
前記第１設定パラメータおよび前記第２設定パラメータは、ユーザによって設定される、請求項１に記載の予測方法。
【請求項３】
前記電線は、導電性を有する芯線と、前記芯線の外側を覆う絶縁体と、前記絶縁体の外側を覆うシースとを少なくとも備えたケーブルから構成され、
前記屈曲半径は、前記ケーブルを屈曲させたときの内側にある前記シースおよび前記絶縁体を介した前記芯線の表面に沿った弧の曲率半径である、請求項１に記載の予測方法。
【請求項４】
電線の屈曲寿命を予測する制御装置であって、
入力インターフェイスと、
演算装置と、
メモリとを備え、
前記演算装置は、
電線の屈曲半径に関する第１パラメータと、電線に加える荷重に関する第２パラメータと、電線が断線するまでの屈曲回数である屈曲寿命に関する第３パラメータとを一組とする複数組のデータを用いて、前記第３パラメータに対する前記第１パラメータおよび前記第２パラメータの相関を表わす回帰式を取得して前記メモリに記憶し、
予測対象の電線を屈曲させたときの当該電線の屈曲半径に対応して設定される第１設定パラメータおよび当該電線に加える荷重に対応して設定される第２設定パラメータを前記入力インターフェイスを介して取得し、
取得した前記第１設定パラメータおよび前記第２設定パラメータを前記回帰式の前記第１パラメータおよび前記第２パラメータとしてそれぞれ用いて、予測対象の電線の屈曲寿命の予測値を算出する、制御装置。
【請求項５】
電線の屈曲寿命の予測値を算出するための回帰式を制御装置で作成する方法であって、
電線の屈曲半径に関する第１パラメータと、電線に加える荷重に関する第２パラメータと、電線が断線するまでの屈曲回数である屈曲寿命に関する第３パラメータとを一組とする複数組のデータを取得するステップと、
取得した前記複数組のデータについて、前記第１パラメータの対数および前記第２パラメータの対数を説明変数とし、前記第３パラメータの対数を目的変数とする重回帰分析を実行するステップと、
前記重回帰分析の結果より偏回帰係数を取得するステップと、
前記偏回帰係数をｘ，ｙ，ｚとしたときに、
屈曲寿命の予測値＝10^{ｘ＋ｙ×log
10
（屈曲半径）＋ｚ×log
10
（荷重）}
とする前記回帰式を作成するステップとを備える、回帰式の作成方法。
【請求項６】
電線の屈曲寿命の予測値を算出するための回帰式を制御装置で作成する方法であって、
電線の屈曲半径に関する第１パラメータと、電線に加える荷重に関する第２パラメータと、電線が断線するまでの屈曲回数である屈曲寿命に関する第３パラメータとを一組とする複数組のデータを取得するステップと、
取得した前記複数組のデータについて、前記第１パラメータおよび前記第２パラメータを説明変数とし、前記第３パラメータの対数を目的変数とする重回帰分析を実行するステップと、
前記重回帰分析の際にｋ分割交差検証法を用いるとともに、損失関数としてフーバー損失を用いるステップと、
前記ｋ分割交差検証法を用いた検証ごとに、前記重回帰分析の結果から偏回帰係数を取得するステップと、
前記偏回帰係数をａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとしたときに、
屈曲寿命の予測値＝10^{ａ＋ｂ×（屈曲半径）＋ｃ×（荷重）＋ｄ×（屈曲半径）
２
＋ｅ×（荷重）
２
}
とする前記回帰式を作成するステップとを備える、回帰式の作成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電線の屈曲寿命の予測方法、制御装置、および回帰式の作成方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
分析機器、医用機器、産業機器等は、機器に接続される電気ケーブル等の電線が可動部において屈曲を繰り返すことがある。このような機器は、屈曲の繰り返しによって電線が断線し、使用に支障が生じる可能性がある。したがって、このような機器では、電線が断線するまでの屈曲回数である屈曲寿命を予測できることが望ましい。
【０００３】
特開２００２－２６０４５９号公報（特許文献１）には、電線の屈曲寿命の予測方法として、有限要素法を用いたコンピュータ解析処理によって予測対象の電線の歪み変化量を求め、求めた歪み変化量を予め取得したマスターカーブと照合することによって電線の屈曲寿命を予測することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００２－２６０４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有限要素法を用いたコンピュータ解析処理による歪み変化量の算出には、専門的な知識に加えて、複雑な演算処理が必要である。
【０００６】
本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電線の屈曲寿命の予測方法、制御装置、および回帰式の作成方法によって得られる回帰式を用いて電線の屈曲寿命を容易に予測することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、電線の屈曲寿命の予測方法に関する。予測方法は、電線の屈曲半径に関する第１パラメータと、電線に加える荷重に関する第２パラメータと、電線が断線するまでの屈曲回数である屈曲寿命に関する第３パラメータとを一組とする複数組のデータから、第３パラメータに対する第１パラメータおよび第２パラメータの相関を表わす回帰式を取得するステップと、予測対象の電線を屈曲させたときの当該電線の屈曲半径に対応して設定される第１設定パラメータおよび当該電線に加える荷重に対応して設定される第２設定パラメータを上記回帰式の第１パラメータおよび第２パラメータとしてそれぞれ用いて、予測対象の電線の屈曲寿命の予測値を算出するステップとを備える。
【０００８】
本開示は、電線の屈曲寿命を予測する制御装置に関する。制御装置は、入力インターフェイスと、演算装置と、メモリとを備える。演算装置は、電線の屈曲半径に関する第１パラメータと、電線に加える荷重に関する第２パラメータと、電線が断線するまでの屈曲回数である屈曲寿命に関する第３パラメータとを一組とする複数組のデータを用いて、第３パラメータに対する第１パラメータおよび第２パラメータの相関を表わす回帰式を取得してメモリに記憶し、予測対象の電線を屈曲させたときの当該電線の屈曲半径に対応して設定される第１設定パラメータおよび当該電線に加える荷重に対応して設定される第２設定パラメータを入力インターフェースを介して取得し、取得した第１設定パラメータおよび第２設定パラメータを上記回帰式の第１パラメータおよび第２パラメータとしてそれぞれ用いて、予測対象の電線の屈曲寿命の予測値を算出する。
【０００９】
本開示は、電線の屈曲寿命の予測値を算出するための回帰式を制御装置で作成する方法に関する。回帰式の作成方法は、電線の屈曲半径に関する第１パラメータと、電線に加える荷重に関する第２パラメータと、電線が断線するまでの屈曲回数である屈曲寿命に関する第３パラメータとを一組とする複数組のデータを取得するステップと、取得した複数組のデータについて、第１パラメータの対数および第２パラメータの対数を説明変数とし、第３パラメータの対数を目的変数とする重回帰分析を実行するステップと、重回帰分析の結果より偏回帰係数を取得するステップと、偏回帰係数をｘ，ｙ，ｚとしたときに、屈曲寿命の予測値＝10^{ｘ＋ｙ×log
10
（屈曲半径）＋ｚ×log
10
（荷重）}とする回帰式を作成するステップとを備える。
【００１０】
本開示は、電線の屈曲寿命の予測値を算出するための回帰式を制御装置で作成する方法に関する。回帰式の作成方法は、電線の屈曲半径に関する第１パラメータと、電線に加える荷重に関する第２パラメータと、電線が断線するまでの屈曲回数である屈曲寿命に関する第３パラメータとを一組とする複数組のデータを取得するステップと、取得した複数組のデータについて、第１パラメータおよび第２パラメータを説明変数とし、第３パラメータの対数を目的変数とする重回帰分析を実行するステップと、重回帰分析の際にｋ分割交差検証法を用いるとともに、損失関数としてフーバー損失を用いるステップと、ｋ分割交差検証法を用いた検証ごとに、重回帰分析の結果から偏回帰係数を取得するステップと、偏回帰係数をａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとしたときに、屈曲寿命の予測値＝10^{ａ＋ｂ×屈曲半径＋ｃ×荷重＋ｄ×（屈曲半径）
２
＋ｅ×（荷重）
２
}とする回帰式を作成するステップとを備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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